marine-dubillard.jpg, par jfages

Soutenance de thèse de Marine DUBILLARD,

doctorante au Centre Génie Industriel

sur "Efficience et résilience de la planification des opérations de maintenance d'un réseau de distribution d'eau"

Jeudi 21 décembre décembre à 14h00

Amphi 0A45 - IMT Mines Albi

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Composition du jury

• M. Xavier LORCA : Centre Génie Industriel IMT Mines Albi - Directeur de thèse
• Mme Gülgün ALPAN : Grenoble INP - Rapporteure
• M. Matthieu LAURAS : Centre Génie Industriel IMT Mines Albi - Co-directeur de thèse
• M. Jesus GONZALEZ-FELIU : La Rochelle Business School - Rapporteur
• M. Damien TRENTESAUX : Université Polytechnique Hauts-de-France - Examinateur
• Mme Marie-Ange MANIER : Université de technologie de Belfort Montbéliard - Examinatrice
• Mme Caroline THIERRY : Institut de Recherche en Informatique de Toulouse - Examinatrice

Résumé

La maintenance des réseaux d'infrastructures critiques tels que le réseau de distribution d'eau nécessite des processus complexes de planification. La maintenance préventive, qui consiste à surveiller et assurer le bon fonctionnement des infrastructures et équipements, dans des délais connus à l'avance et à une échelle tactique, est mêlée à la maintenance réactive qui consiste à intervenir au plus tôt face à des perturbations et des dysfonctionnements imprévus, à une échelle opérationnelle. Cette thèse a pour objectif d'apporter un cadre de recherche pour analyser les leviers d'amélioration des processus de planification, au travers d'indicateurs d'efficience et de résilience. Grâce à l'expertise métier apportée par les acteurs du cas d'étude de Veolia Eau Sud-Ouest, les besoins en termes de planification des opérations de maintenance sont définis, modélisés, comparés à des problèmes de tournées similaires dans la littérature, et formalisés dans un modèle de Programmation Linéaire en Nombres Entiers (PLNE). Le problème d'optimisation résultant est une variante du Vehicle Routing Problem (VRP), ou Problème de Tournées de Véhicules, avec de nombreuses contraintes additionnelles, et qui n'est pas encore étudié tel quel dans la littérature. Cette formalisation permet le développement d'approches de résolutions algorithmiques. Ainsi, trois méthodes sont proposées. L'une a pour objectif de reproduire les processus actuels de planification dans un service local de Veolia Eau. Calibrée et validée avec les experts métiers, elle servira de base de comparaison théorique pour les deux autres. La deuxième est une adaptation de la méta-heuristique de Système de Colonies de Fourmis, largement utilisée dans la littérature pour résoudre de grands problèmes de tournées. Enfin, la dernière est une nouvelle approche de type Cluster-first, Route-second (CFRS) qui décompose le problème de planification initial en deux sous-problèmes formalisés en PLNE. Dans un premier temps, des clusters sont formés, qui attribuent à chaque agent de maintenance et à chaque jour un ensemble d'interventions à réaliser. Dans un deuxième temps, les tournées précises sont créées au sein de chaque cluster. Plusieurs versions de cette approche sont modélisées, selon l'horizon de planification considéré. Les résultats obtenus sur les différents indicateurs au moyen de différents plans d'expérience montrent qu'un gain substantiel peut être obtenu en utilisant l'approche CFRS, et particulièrement sur la prise en compte des dates butoirs. Ils montrent également qu'il est possible d'utiliser une approche algorithmique qui prend en compte l'ensemble des contraintes du problème industriel, peut être appliqué sur des instances de taille réaliste, et dans un contexte déterministe (définition de plannings prévisionnels) comme dynamique (re-planification lors de l'arrivée d'urgences).

Mots clés

Optimisation sous Incertitude, Planification, Infrastructures Critiques, Système d’Aide à la Décision, Recherche Opérationnelle, Simulation.